3.4热力学第二定律 学案 -2021-2022学年高二下学期物理 人教版（2019）选择性必修第三册

3.4　热力学第二定律 学案 学习目标 　1.了解热传导过程的方向性,通过对自然界中与热现象有关的宏观过程方向性的实例分析,了解归纳热力学第二定律的过程和方法 　2.了解热力学第二定律的两种不同表述,以及这两种表述的物理实质 　3.能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏观自然过程的方向性问题 　4.了解什么是能量耗散,知道能源是有限的 【知识自主预习】 预习知识点一:热力学第二定律 [物理观念] 热现象中的方向性 (1)热传导具有方向性:两个温度不同的物体相互接触时,热量会自发地从　　　　　　传给　　　　　　,而低温物体不能自发地将热量传给高温物体.要实现低温物体向高温物体传递热量,必须　　　　　　　　　,因而产生其他影响或引起其他变化.  (2)气体的扩散现象具有方向性:两种不同的气体可以自发地进入对方,最后成为均匀的混合气体,但这种均匀的混合气体不会自发地分开而成为两种不同的气体. (3)机械能和内能的转化过程具有方向性:物体在水平面上运动,因摩擦而逐渐停止下来,但不可能出现物体吸收原来传递出去的　　　　后在地面上重新运动起来.  (4)气体向真空膨胀具有方向性:气体可以自发地向真空容器中膨胀,但不可能出现气体　　　　　从容器中流出而使容器变为真空.  (5)一切与热现象有关的宏观自然过程都是　　　　　的.  请看课本第59~61页“热力学第二定律”相关内容,完成下列填空: (1)热力学第二定律的两种表述 ①克劳修斯表述:热量不能　　　　　从低温物体传到高温物体.表述阐述的是　　　　的方向性.  ②开尔文表述: 不可能从单一热库吸收　　　　,使之完全变成　　　,而不产生其他影响.该表述阐述了　　　　　　　　　　的方向性.  (2)热机 ①热机是把内能转化为机械能的装置.其原理是热机从高温热源吸收热量Q1,推动活塞做功W,然后向低温热源释放热量Q2. ①由能量守恒定律可得:Q1=W+Q2. ③我们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫作热机的效率,用η表示,即η=　　　　.热机的效率不可能达到　　　　.  (3)热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是　　　　(选填“等价”或“不等价”)的.  例1 (多选)关于热力学第二定律,下列说法正确的是(　　) A.热量能够自发地从高温物体传到低温物体 B.不可能使热量从低温物体传向高温物体 C.从单一